水土资源匹配视角下中国省域农产品供需平衡分析及其政策启示

粮食安全关系到中国稳定与发展和国际贸易秩序。以省级行政区为基本单位,基于2016—2018年各省份常住人口、农产品消费量、农业数据及相关参数,采用生态足迹和水足迹评价方法,在只考虑食用和再生产消费且不考虑地区耕地质量差异的条件下,核算各省份农产品自给的水土资源需求,评价中国省域水土资源承载力状态。结果显示：（1）中国现有耕地资源总量可满足自身耕地总需求（前者是后者1.81倍）,但省际差异大,东部沿海省市耕地不足。（2）农业可用水资源总量亦可满足农业可持续生产需求,但区域严重不平衡,华北平原与宁夏水资源赤字严重,而青藏高原地区、长江以南省份农业可用水资源丰富。（3）水土资源空间不匹配制约了中国农业的粮食生产潜力,不考虑环境净化用水,水土资源匹配状态可满足全国粮食自给需求;但考虑环境净化用水,中国粮食难以实现自给,承载力赤字达33715.50万人。以资源环境可持续为导向,未来中国应从农业生产布局优化、农业结构调整、农业科技、产业与人口转移、农产品进口和农业国际合作等方面着手,解决中国农产品需求问题。     

我国耕地总量的动力预测及其建议

近年来,我国耕地资源总量正在以较大的幅度逐年减少,其原因主要有:建设用地、生态退耕、农业结构调整、灾害损毁等占用,这将危及国家的粮食安全。为解决耕地面积大幅下降的情况,根据我国国情,建立了若干耕地总量动力方程。依据《中国的粮食问题》白皮书提出的实现粮食95%的自给目标,2010年耕地保有量应达到1.2166×10⁸hm2的要求,在数值模拟的基础上提出了若干保护耕地的方案,并对2004～2010年我国的耕地总量进行数值预测。预测表明:①以目前的耕地减损速度仅依靠每年从耕地后备资源中开发补充耕地很难保障国家粮食安全;②在我国耕地减少总量中,生态退耕占了很大的比重,如何协调好二者的关系是保证国家粮食安全的重要方面。因此,建议我国应在降低逐年上升的建设用地对耕地的占用,制订合理的退耕计划下,提倡精准农业、提高粮食单产、降低肉类消费。     

中国耕地资源数量变化的趋势分析与数据重建:1949～2003

由于统计方面的原因,1949年以来中国耕地资源数量变化至今尚没有一个客观的描述。针对该问题,论文对1949～2003年不同时期不同来源的耕地数据系列进行分析,认为统计数据存在问题较多的时期为1960～1985年,并采用粮食产量对耕地面积进行了分时期的反演,对于1986～1996年间的耕地数量则按照全国土地利用详查统一到1996年的结果再进行反推,由此重新刻画建国以来中国耕地资源数量变化的趋势和特征,并结合不同时段耕地相关政策对耕地数量变化的驱动作用进行分析。结果表明,1949年以来中国耕地资源数量呈现波动性变化,但在1979年之前总体上是增加的,自20世纪80年代起呈现缓慢下滑,1999年后由于生态退耕等原因引起耕地数量迅速减少,由此导致的中国粮食安全问题与耕地安全问题值得关注。在经过一段快速的大规模生态退耕时期后,中国生态退耕速度将逐步趋缓,耕地安全与粮食安全将会成为影响中国耕地数量变化的主要问题,严格的耕地保护政策势必将贯彻下去,预计2010年后中国的耕地资源数量将趋于稳定。     

我国粮食自给水平目标设定：研究综述与政策启示

确保重要农产品特别是粮食供给,是实施乡村振兴战略的首要任务。粮食自给水平目标设定是粮食安全状况评价和政策制定的基础,直接影响到国家粮食产业发展的战略方向和实施路径。本文通过对已有关于我国粮食自给水平目标设定的文献进行研读,在总结粮食自给率相关概念和回顾国家粮食自给方针演变的基础上,着重对我国粮食自给率目标设定水平、依据、意义,以及自给率变动的原因和产生的影响等问题进行系统梳理。结果显示：现有研究对于我国粮食安全自给水平设定目标尚无明确且统一的判断。研究提出,现阶段应以资源环境承载力为硬约束,以保持粮食生产稳定性为红线,设定粮食总量自给水平目标替代自给率目标,通过充分利用国外资源和国际市场,更好地实现粮食安全保障与生态环境保护的高度统一。     

基于SMOP模型的耕地保护目标决策研究

耕地保护是保证区域社会经济可持续发展的基础所在,保护的程度不够会危及到粮食安全、社会稳定,保护过度又会影响到建设用地的供给。选择合理的耕地保护目标,成为了一个亟待解决的问题。论文在系统研究耕地保护的影响因素,以及耕地与其他各类用地关系的基础上,构建了情景-多目标规划模型(SMOP)。以浙江省为例,通过模型的运算,得出了不同情景模式下耕地的保有量。结果表明,8个情景模式中,只有情景B和F求出了最优解(低人口增长水平、生存用粮自给、较高的粮食单产水平情景以及高人口增长水平、生存用粮自给、较高的粮食单产水平情景)。通过进一步分析,其他情景模式无法得出最优解的原因是耕地需求超过了耕地供给能力。也就是说在其他情景模式下,耕地均存在一定的缺口,粮食安全受到了不同程度的威胁。情景G(高人口增长水平、营养用粮自给、稳定的粮食单产水平情景)的耕地缺口数和耕地压力指数最大。浙江省必须从挖掘耕地生产潜力以及建立健全粮食市场入手才能实现经济发展和粮食安全的双赢。SMOP模型能够较好地体现系统的复杂性和不确定性,其结果真实地反映了浙江省的资源禀赋和未来的发展可能。     

基于粮食生产能力的耕地非农可转量测算模型

土地需求的增长性与土地稀缺性之间的不协调是土地利用规划需要重点解决的问题,合理确定区域耕地资源可转化为非农建设用地的数量具有重要价值。论文在保障区域粮食安全前提下,以耕地粮食生产能力为切入点,构建了基于粮食生产能力的耕地非农可转量测算模型(MMCLNT),并以河北省卢龙县为例,验证了该模型的可应用性。研究结果表明:①以粮食生产能力为基础的耕地非农可转量是一数值区间,其数值取决于非农转化耕地的质量;②应用该模型得到2020年卢龙县耕地非农可转量取值范围为851.87~1 547.86 hm²。以粮食生产能力为切入点的区域耕地非农转化定量分析,为协调土地利用规划提供了新的思路与方法。     

太湖流域粮食生产时空格局演变与粮食安全评价

太湖流域既是中国传统粮食高产区又是当前经济发展的前沿阵地。论文从宏观视角探讨了该区1985-2010年27个县域粮食生产时空变化格局及粮食安全水平,结果表明:时间演化上该区粮食产量不稳定,但总体呈下降趋势,历经波动发展-急剧减少-稳步增长三阶段;空间差异亦较显著,除西北4个县域,其余地区粮食产量均有不同程度下降,粮食生产重心逐渐由中部向西北偏移,县域粮食生产相对优势弱化,整体粮食生产能力降低;粮食总产变异系数和70%以上年份波动系数超全国平均水平,粮食安全风险大;粮食不安全县域增多,2010年59%的县域粮食不安全。未来该区仍受到耕地数量减少和质量退化威胁,完善耕地保护政策并提出保障粮食安全的区域差别化措施具有重要的现实意义。     

基于粮食安全的耕地保护区域经济补偿标准测算

论文依据耕地保护的机会成本损失和基于区域粮食安全所折算的耕地赢余或赤字量,测算出耕地保护区域间的经济补偿标准,以矫正耕地保护的外部经济损失。在不同情景模式下的测算结果表明,粮食主产区为主要的补偿对象,黑龙江省所应补偿的金额最高,可获得543.24×10⁸元/年,而东部地区大多为耕地保护外部效益补偿金的主要支付者,上海市需要支付的补偿金最多,最低也应支付421.79×10⁸元/年。为了保障区域内粮食自给,一些地区维护粮食安全的成本会较高。在耕地保护过程中应该打破传统农业自给自足的封闭循环,遵循耕地保护机会成本的区域差异和区域土地利用的比较优势,统筹区域土地利用,使耕地保护成为实现农业区域专门化,取得规模经济效益和集聚效益的手段。     

中国粮食生产发展预测及其保证程度分析

本文讨论了中国粮食生产发展面临的４种严峻困难与挑战。按照中国基本国情及世界市场粮食资源状况，中国必须走粮食基本自给的道路。利用投入占用产出技术及系统科学方法，对２０３０年中国的粮食产量、粮食进口量及自给率进行了预测。     

粮食安全视角下的土地资源优化配置及其关键问题

土地资源优化配置是提高土地资源利用效率、缓解土地用途冲突、促进人地和谐发展的重要手段。当前中国土地资源优化配置研究在理论探索与实践应用方面均取得积极进展,但面对土地利用急剧变化、土地管理效率低下及生态系统退化等现实问题,传统的以“数量—空间耦合”为核心的优化配置方式已难以满足当前人类追求美好生活的需求和国土空间可持续发展的目标要求。与此同时,全球粮食安全正面临一系列严峻挑战,土地资源优化配置将直接影响并作用于粮食生产与经济发展之间的冲突协调过程。改革开放以来,南京大学立足和服务于国家战略需求与重点区域发展（长三角及沿海地区）,以保障资源安全与粮食安全目标为导向,围绕土地资源优化配置开展了大量研究和实践,主要集中在耕地利用格局优化、耕地集约利用转型、耕地保护与利用规划、土地利用与城乡规划、国土整治与农用地管理、土地利用制度创新、土地经济政策优化等特色研究领域,充分发挥地理学与管理学交叉学科优势,为国家土地资源优化与可持续利用的学科发展和制度创新做出了积极贡献。综上,通过系统梳理土地资源优化配置相关研究进展,总结归纳中国土地资源配置的关键问题,进一步在回顾南京大学学术贡献的基础上提出粮食安全视角下的中国土地资源优化配置面临的机遇与挑战,试图为可持续土地利用优化提供借鉴和参考。     

中国水土资源态势与可持续食物安全

21世纪前期是中国工业化、城市化迅速推进的重要时期,也是中国走向国际贸易一体化和进入社会经济持续发展的关键时期。未来人口持续增长与消费水平的提高、工业化与城市化进程的加快、全球贸易一体化格局的形成、国内体制和制度的转型,使中国人地矛盾更趋尖锐、市场竞争空前激烈,这无疑对中国农业生产的资源基础和农产品的供需平衡产生巨大影响,进而影响到中国食物安全。论文重点分析了我国水土资源态势及其对可持续食物安全的影响,指出水土资源总量短缺及其空间上的不匹配状况将直接影响着中国可持续食物安全,到2030年中国粮食缺口可能在760×108kg左右;实现中国可持续食物安全应立足21世纪中国农业与农村经济的可持续发展,重点选择产业化、生态化、国际化和地区专业化的发展方向与模式,并须在优化制度环境、完善保障体系和突破结构制约等几个方面进行深化改革与创新。     

未来10 a长江三角洲地区耕地数量变化对区域粮食产能的影响——基于耕地质量等别的视角

基于全国农用地分等工作成果,采用定量分析法和对比分析法,研究了未来10 a长江三角洲地区耕地变化对区域粮食产能的影响。研究结果表明:①长江三角洲地区耕地利用等别处于全国中等偏上水平,耕地质量总体较优;②根据新一轮土地利用总体规划,未来10 a内长江三角洲地区耕地数量和质量均存在下降趋势,减少的耕地主要集中在利用等别较高、 质量较优的区域;③长江三角洲地区最高等别、 最低等别耕地的标准面积与统计面积相比,减少和增加耕地的比例为0.1∶1,减少和增加标准粮产量的比例为0.52∶1。相对于低等别耕地,高等别耕地数量变化对粮食产能影响更大;④耕地占补平衡中,由于占优补劣原因使耕地质量下降,导致补充耕地的粮食产能大大降低。     

中国粮食主产区耕地撂荒程度及其对粮食产量的影响

耕地撂荒严重地影响着我国的粮食安全。以我国粮食主产区为研究区域,在识别撂荒地分布的基础上,测度了撂荒地空间分布格局,并建立耕地撂荒中介效应模型,探究了耕地撂荒对区域粮食产量的影响机制。结果表明：（1）中国粮食主产区耕地撂荒规模为405.53万hm²,撂荒率约为5.85%;空间上撂荒地规模分布呈“T”字形空间格局,黑龙江东北部、吉林西北部以及内蒙古南部地区为撂荒地主要集聚区。（2）耕地撂荒对于粮食主产区粮食产量具有显著负向影响,2017年我国粮食主产区因耕地撂荒损失的农田生产潜力达到1339.15万t,损失的粮食产量高达2265.6万t,损失比例达4.69%;内蒙古自治区成为粮食产出损失量和损失比例最大的地区。（3）粮食播种面积、农田生产潜力和农业技术投入均发挥了部分中介作用,系数分别为-0.194、-0.025和0.006。（4）应遵从城乡融合以及农业农村发展态势,强化粮食主产区农业生产现代要素投入与政策扶植,构建粮食生产—耕地休耕空间转换弹性机制,保障我国粮食安全。     

区域农田当量供需能力分析及其政策启示——以浙江舟山市为例

“以粮为纲”的食物安全观,使中国在实施耕地占补平衡政策过程中,片面追求耕地占补的数量平衡对食物安全的保障作用,而忽视了耕地以外的用地类型对区域食物安全的作用,不仅导致补充耕地的质量与占用耕地的质量不可同日而语,而且由于盲目对草地、林地、滩涂湿地等进行开发而付出了沉重的生态环境代价。论文从食物安全的内涵出发,引入农田当量与食物当量概念,选取浙江省舟山市为研究区,对研究区农田当量的供需能力进行实证分析,并为耕地占补平衡政策的改进提出相应的政策启示。研究结果表明：1）采用农田当量与食物当量的计算方法,可以较好地统一粮食产量和养殖水产品产量的食物当量,进而统一耕地与养殖水面的农田当量供给。2）受耕地面积减少和耕地抛荒比例较高等因素影响,近年研究区来自耕地的农田当量下降了37.3%;与此同时,尽管研究区养殖水面面积也在不断缩减,但受标准养殖塘建设、养殖技术进步以及品种改进等因素的影响,来自养殖水面的总农田当量上升了18.3%。来自耕地和养殖水面的总农田当量的比例,由2009年的46:54变为2015年的31:69。3）在温饱、小康和富裕3个不同生活水准下,研究区本地耕地和养殖水面提供的农田当量,都难以满足常住人口的需求,但是,通过改善农田基础设施、提高耕地复种指数,建设高标准养殖塘、提高养殖水面单产等措施,可以提高耕地和养殖水面的农田当量至19 771.22 hm²,进而降低约35%的农田当量缺口。在此基础上,论文得到转变食物安全观念,重视耕地以外的用地类型的食物供给能力;推进高标准农田和高标准养殖塘建设,提高耕地和养殖塘的农田当量供给能力;加大耕地保护力度,探索耕地占补平衡的多样化实现形式等政策启示。     

基于系统动力学的区域耕地压力指数研究

论文采用系统动力学的研究方法,运用Vensim软件建立区域耕地压力系统动力学模型,通过仿真技术预测湖北省2000—2020年耕地面积、粮食产量、耕地缺口、耕地压力指数等的变化趋势,并通过设置4种不同情景,模拟仿真湖北省耕地压力指数的变化。得出:①在粮食单产、科技水平受限,总人口、人均粮食消费量不断上升的状态下,湖北省的耕地缺口在未来一段时间将不断加大,耕地压力指数不断增高,耕地安全受到严重威胁;②合理调整耕地保护政策对耕地安全具有积极意义,确保每年耕地增加幅度保持在10%以上、耕地减少幅度控制在10%以内,才能保证湖北省的耕地在未来20 a内保持在安全状态。     

中国城镇扩展占用耕地的遥感动态监测

论文在1988～2000年全国土地利用矢量图的基础上,分析了城镇占用耕地的空间分布特征。利用城镇占用耕地指数将全国分县市占用剧烈程度进行分级,沿海及平原地区侵占剧烈程度为3～6级的占全国耕地损失的88.68%,华北平原、长江三角洲和珠江三角洲地区造成耕地损失分别占全国总数的31.27%、17.8%和6.02%,这3个地区是全国城镇扩展最快、耕地损失面积最大的地区。按地区分析,城镇占用耕地面积最大的是江苏、山东、河南、河北和广东,占全国的50.99%;其次是北京、浙江、四川、广西和上海,占全国的22.85%;从城镇造成耕地资源减少的速度看,北京、上海占用耕地最快,其次是江苏、广东、浙江、天津、山东、河北、海南等。耕地资源减少在某些地区已经造成了粮食产量减少的问题,北京、上海、浙江等地区粮食总产量降低较快。随着城镇化及经济的快速发展,城镇扩展与耕地资源的矛盾将会更加突出,只有加强土地资源的管理才能取得耕地资源的动态平衡和维护中国的粮食安全。     

近20年中国粮食生产变化特征及其对区域粮食供需格局的影响

中国是一个农业大国,用占世界不到9%的耕地养活了占世界近20%的人口。国家及区域尺度粮食安全问题一直备受关注。以省为研究单元,借助GIS空间分析与统计工具,分析了1999—2018年中国粮食生产变化的总体特征、地域格局演变特征及这些变化对区域粮食供需格局的影响。研究结果表明：全国粮食总产量呈现显著增加的趋势,增长率为0.11亿t/年。北方粮食总产量呈显著增长趋势,而南方粮食总产量基本维持稳定。玉米产量的增加对这些变化起到了主导作用。在省域尺度上,近20年五种主要粮食作物（稻谷、小麦、玉米、豆类和薯类）产量时空变化具有较大差异。粮食产量的变化对区域粮食供需格局产生了较大影响。特别是东南沿海地区的广东、浙江、福建三省,从稻谷和小麦两大口粮供过于求型变为了供给不足型省份。但在全国尺度上,人均粮食占有量在Y 1999—2003时段（1999—2003年五年平均情况）和Y 2014—2018时段（2014—2018年五年平均情况）分别为368.0 kg/人和461.5 kg/人;人均两大口粮占有量在Y 1999—2003时段和Y 2014—2018时段分别为220.3 kg/人和247.6 kg/人。播种面积的变化是全国及区域尺度上粮食作物产量变化的直接原因。但其根本原因则更多归因于土地利用价值驱动的属性、功能及质量的变化。此外,根据导致耕地减少的四种主要类型——“非农化”“非粮化”“荒废化”和“生态化”,探讨了其形成原因并提出相应的提高区域粮食生产的对策建议,以期对区域粮食种植格局调整及实现两大口粮需求省份向自给型省份转型提供参考。     

国际粮食贸易影响下东北黑土地生产压力变化与保护策略

黑土地是重要的农产品生产基地之一,承担着保障国家粮食安全和维护农业生态安全的重要责任,保护好黑土地对促进我国农业可持续发展至关重要。测算与分析2000—2020年东北黑土地粮食生产耕地压力的变化情况,研究国际贸易对东北黑土地粮食生产的耕地压力的影响,利用国际市场占有率指数和贸易竞争优势指数分析东北黑土地农产品在国内及国际两个市场的竞争优势。结果表明：近20年来东北黑土地粮食生产的耕地压力基本处于安全压力区并呈逐步下降的趋势,玉米、大豆、稻谷三种主要作物生产的耕地压力分别从2000年的1.94、1.09和0.63下降至2020年的0.69、0.26和0.54。国际粮食贸易对黑土地粮食生产耕地压力减缓的作用显著且呈现出逐年上升的趋势,2020年对黑土地粮食生产耕地压力减缓的贡献率达26.22%,其中对大豆生产的耕地压力减缓的贡献率达511.48%。农产品贸易优势度分析结果显示,东北黑土地农产品在国内市场具有明显的贸易竞争优势,但在国际贸易中的竞争优势不明显。为此,提出了国际贸易粮食贸易变化背景下黑土地保护的若干建议,为东北黑土地保护及其粮食产能保障相关决策提供参考。